专利名称：从棉纤维中提取纯化棕色棉色素的方法
技术领域：
本发明涉及一种天然化合物提取纯化工艺领域，具体地说是一种从棉纤维中提取纯化棕色棉色素的方法。
背景技术：
天然彩色棉 是棉纤维中含有天然色素的特殊类型的棉花，由于其天然色素避免纺织过程中添加化学染料造成的环境污染和化学染料服装对人体的危害，深受人们青睐。研究彩色棉色素的化学本质，进而测定其代谢途径，是进一步提高彩色棉纤维品质的关键。王学德，李悦有，2002，彩色棉纤维色素提取和测定方法的研究，浙江大学学报，28(6) =596-600文献中曾提出以白色棉、棕色棉和绿色棉的成熟纤维为材料，用有机溶剂(乙醇、乙醚、二甲苯)，酸性、碱性溶液，以及HN03/乙醇溶液，分别对不同颜色纤维中的色素进行提取。结果表明，3种有机溶剂均不能对纤维色素进行提取；用酸、碱溶液和加温处理均不能将纤维中的色素物质提取出来；棕色和绿色纤维中的色素可用HN03 乙醇(I 4)提取，提取液中的色素含量可在412nm波长下根据吸收值的大小进行估计，但含苯环的化合物例如含苯环的蛋白质和非色素酚类化合物都有可能对该方法形成干扰，白色棉相同的提取方法，在412nm处也有一定的吸收，在测定彩色棉色素含量时，很难找到与彩色棉遗传基础一致的白色棉作对照，所以该方法在适用范围上有一定限制。探讨棕色棉纤维的色素提取、纯化，并对色素的化学性质作初步鉴定，初步推断棕色棉纤维色素的化学结构，为研究色素的化学本质奠定了基础，为下一步研究色素的形成机理提供理论依据，进而有助于色素的结构分析和棕色棉育种。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种快速从棉纤维中提取纯化棕色棉色素的方法。本发明方法包含以下步骤I、从棉纤维中提取纯化棕色棉色素的方法，其特征在按如下步骤进行，A.剥离成熟的棉纤维，放置烘箱中80°C烘干至恒重；B.称取0. 5g步骤A棉纤维，剪碎后用超纯水洗净，用0. 05mol/L-0. 15mol/L盐酸浸泡l_2h，蒸馏水冲洗至中性；C.向步骤B中加4-6倍体积浓度0. 5% -I. 5%的氢氧化钠溶液，55°C _65°C水浴提取；待提取液颜色较深时收集提取液；按上述步骤反复提取收集至溶液无色，合并提取液，用0. 05mol/L-0. 15mol/L盐酸调节至中性；D.将步骤C收集合并的提取液用旋转蒸发仪55°C_65°C减压蒸馏除去水分至出现颗粒状结晶，待冷却到室温后滤纸过滤，得过滤液；E.用三氯甲烷，石油醚分别萃取过滤液2-4次，有机相和水相用磁力搅拌充分混合，静置后，取水相，得到色素初步纯化液；
F.将上述纯化液再次55°C _65°C减压蒸发至刚出现结晶时停止蒸发，冷却到室温后滤纸过滤；G.向步骤F滤液中逐步滴加2mol/L-4mol/L盐酸至色素完全沉淀,8000r/min离心IOmin去上清，再逐步滴加0. 5% -I. 5%氢氧化钠至色素沉淀完全溶解，8000r/min离心IOmin去沉淀，如此“酸沉碱溶” 2-4次，得色素液；H.向色素溶液中逐步滴加2m0l/L-4m0l/L盐酸至沉淀析出，加入等体积的乙酸乙酯，磁力充分搅拌，分液漏斗去水相；再逐步滴加0. 5% -I. 5%氢氧化钠至色素溶解为止；并加入适量的超纯水，使水相和有机相呈等体积，磁力充分搅拌，分液保留水相；I.最后向水相逐步滴加2mol/L-4mol/L盐酸至色素完全沉淀,8000r/min离心IOmin去上清,用超纯水洗出沉淀后55°C -65°C减压烘干得棕色素纯化物。本发明有益效果体现在目前棕色棉育种进展较慢，关键是对色素的化学本质和形成机理不明。关于棕色棉色素的遗传，不同的学者结论不同，其中之一的原因是没有对色素进行定量分析。本发明通过对棕色棉纤维的色素提取、纯化及其UV光谱分析，为研究色素的化学本质奠定了基础，进而有助于色素的结构分析和棕色棉育种，本发明方法快速，耗时短，纯度较高，不破坏棕色素，经济有效。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明做进一步详细的说明如下实施例材料为深棕品种中棕彩选I号，手扯剥离成熟的棉纤维，放置烘箱中80 °C烘干至恒重，备用。实施例I :称取0.5g棕色棉纤维，洗净、剪碎后用超纯水洗净，用IOOml左右的0.05mol/L-0. 15mol/L盐酸浸泡l_2h，蒸馏水冲洗至中性；在55°C的条件下，用4_6倍体积浓度0. 5%的氢氧化钠浸提，待提取瓶中颜色较深时，过滤，收集提取液，按上述步骤反复提取收集至溶液无色，合并提取液，并将提取液用0. 05mol/L的盐酸调节至中性，再用旋转蒸发仪55°C减压蒸发至小体积，在旋转瓶中刚出现结晶时停止蒸发，待色素提取液冷却到室温下进行过滤，色素提取液再转入分液漏斗中，用三氯甲烷和石油醚分别萃取2次，有机相和水相用磁力搅拌充分混合，再静置Ih后，取水相，得到色素初步纯化液。将上述纯化液再次55°C减压蒸发至小体积，冷却到室温后过滤。向滤液中逐步滴加2mol/L盐酸至色素完全沉淀，8000r/min离心IOmin去上清。再逐步加入0. 5%氢氧化钠溶解至色素完全溶液，8000r/min离心IOmin去沉淀，如此“酸沉碱溶”2次。向色素溶液中滴加2mol/L盐酸至沉淀析出，加入等体积的乙酸乙酯，磁力充分搅拌，分液漏斗去水相。向乙酸乙酯中滴加0. 5%氢氧化钠和适量的超纯水，使水相和有机相呈等体积，磁力充分搅拌，分液保留水相。最后向水相滴加2mol/L盐酸沉淀色素，8000r/min离心IOmin去上清,用超纯水洗出沉淀后55°C减压烘干得纯化物691. 2u g ;对纯化物进行UV光谱检测，测定仪器TU1800SPC(北京普析通用仪器))，510nm，单峰，强吸收并 且无杂峰就证明所得是棕色素纯化物。注当棕色素浓度较大时，棕色素水溶液UV光谱在波长230nm、316nm、385nm附近表现出较强的吸收，但此3个吸收峰随着浓度的变化不够稳定，同时此3个吸收峰处于紫外区，受杂质的影响较大，如果选择此3个波长中的I个，色素粗体液中蛋白质、糖类等物质均有一定的干扰，且缓冲溶液对测定也有一定的影响。波长510nm处吸收峰虽不太强，但是色素的含量与线性关系良好，精确性高，同时色素粗提液中的杂质对测定物无干扰，氨性缓冲液对测定也没有影响，所以色素的粗提液可以直接测定色素含量，给测定带来很大的方便。实施例2 称取0.5g棕色棉纤维，洗净、剪碎后用超纯水洗净，用IOOml左右的0.05mol/L-0. 15mol/L盐酸浸泡l_2h，蒸馏水冲洗至中性；在60°C的条件下，用4_6倍体积浓度1%的氢氧化钠浸提，待提取瓶中颜色较深时，过滤，收集提取液，按上述步骤反复提取收集至溶液无色，合并提取液，并将提取液用0. lmol/L的盐酸调节至中性，再用旋转蒸发仪60°C减压蒸发至小体积，在旋转瓶中刚出现结晶时停止蒸发，待色素提取液冷却到室温下进行过滤，色素提取液再转入分液漏斗中，用三氯甲烷和石油醚分别萃取3次，有机相和水相用磁力搅拌充分混合，再静置Ih后，取水相，得到色素初步纯化液。将上述纯化液再次60°C减压蒸发至小体积,冷却到室温后过滤。向滤液中滴加3mol/L盐酸沉淀色素，8000r/min离心IOmin去上清。再加入1%氢氧化钠溶解色素沉淀，8000r/min离心IOmin去沉淀，如此“酸沉碱溶”3次。向色素溶液中滴加3mol/L盐酸至沉淀析出，加入等体积的乙酸乙酯，磁力充分搅拌，分液漏斗去水相。向乙酸乙酯中滴加I %氢氧化钠和适量的超纯水，使水相和有机相呈等体积，磁力充分搅拌，分液保留水相。最后向水相滴加3mol/L盐酸沉淀色素，SOOOr/min离心IOmin去上清,用超纯水洗出沉淀后60°C减压烘干得棕色素纯化物703. 6 u go实施例3 称取0.5g棕色棉纤维，洗净、剪碎后用超纯水洗净，用IOOml左右的0.05mol/L-0. 15mol/L盐酸浸泡l_2h，蒸馏水冲洗至中性；在651的条件下，用I. 5%的氢氧化钠浸提，待提取瓶中颜色较深时，过滤，收集提取液，按上述步骤反复提取收集至溶液无色，合并提取液，并将提取液用0. 15mol/L的盐酸调节至中性，再用旋转蒸发仪65°C减压蒸发至小体积，在旋转瓶中刚出现结晶时停止蒸发，待色素提取液冷却到室温下进行过滤，色素提取液再转入分液漏斗中，用三氯甲烷和石油醚分别萃取4次，有机相和水相用磁力搅拌充分混合，再静置Ih后，取水相，得到色素初步纯化液。将上述纯化液再次65°C减压蒸发至小体积，冷却到室温后过滤。向滤液中滴加4mol/L盐酸沉淀色素，8000r/min离心IOmin去上清。再加入I. 5%氢氧化钠溶解色素沉淀，8000r/min离心IOmin去沉淀，如此“酸沉碱溶”4 次。向色素溶液中滴加4mol/L盐酸至沉淀析出，加入等体积的乙酸乙酯，磁力充分搅拌，分液漏斗去水相。向乙酸乙酯中滴加I. 5%氢氧化钠和适量的超纯水，使水相和有机相呈等体积，磁力充分搅拌，分液保留水相。最后向水相滴加4mol/L盐酸沉淀色素，8000r/min离心IOmin去上清,用超纯水洗出沉淀后65°C减压烘干得棕色素纯化物687. I u g。
权利要求
1.从棉纤维中提取纯化棕色棉色素的方法，其特征在于按如下步骤进行， A.剥离成熟的棉纤维，放置烘箱中80°C烘干至恒重； B.称取O.5g步骤A棉纤维，剪碎后用超纯水洗净，用O. 05mol/L-0. 15mol/L盐酸浸泡l-2h，蒸馏水冲洗至中性； C.向步骤B中加4-6倍体积浓度O.5% -I. 5%的氢氧化钠溶液，550C _65°C水浴提取；待提取液颜色较深时收集提取液；按上述步骤反复提取收集至溶液无色，合并提取液，用O. 05mol/L-0. 15mol/L盐酸调节至中性； D.将步骤C收集合并的提取液用旋转蒸发仪55°C_65°C减压蒸馏除去水分至出现颗粒状结晶，待冷却到室温后滤纸过滤，得过滤液； E.用三氯甲烷，石油醚分别萃取过滤液2-4次，有机相和水相用磁力搅拌充分混合，静置后，取水相，得到色素初步纯化液； F.将上述纯化液再次55°C_65°C减压蒸发至刚出现结晶时停止蒸发，冷却到室温后滤纸过滤； G.向步骤F滤液中逐步滴加2mol/L-4mol/L盐酸至色素完全沉淀，8000r/min离心IOmin去上清，再逐步滴加O. 5% -I. 5 %氢氧化钠至色素沉淀完全溶解,8000r/min离心IOmin去沉淀，如此“酸沉碱溶” 2-4次，得色素液； H.向色素溶液中逐步滴加2m0l/L-4m0l/L盐酸至沉淀析出，加入等体积的乙酸乙酯，磁力充分搅拌，分液漏斗去水相；再逐步滴加O. 5% -I. 5%氢氧化钠至色素溶解为止；并加入适量的超纯水，使水相和有机相呈等体积，磁力充分搅拌，分液保留水相； I.最后向水相逐步滴加2mol/L-4mol/L盐酸至色素完全沉淀,8000r/min离心IOmin去上清，用超纯水洗出沉淀后55°C _65°C减压烘干得棕色素纯化物。
全文摘要
本发明涉及了一种从棉纤维中提取纯化棕色棉色素的方法。该方法的步骤为(1)将干燥的棉纤维剪碎洗净；(2)用氢氧化钠溶液水浴浸提；(3)减压蒸馏过滤，萃取过滤液得色素初步纯化液；(4)再次减压蒸馏过滤，“酸沉碱溶”得色素液；(5)向色素液中滴加盐酸至沉淀析出，分液去水相，再滴加氢氧化钠至色素溶解，分液保留水相(6)向水相滴加盐酸至色素完全沉淀，离心去上清后减压烘干得棕色素纯化物。本发明的意义在于为棉纤维中棕色素的提取提供了一种快速有效，操作简单，经济实用的方法，为研究色素的化学本质及其形成机理奠定了基础，有助于色素的结构分析和棕色棉育种。
文档编号C09B61/00GK102618069SQ20121005225
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月1日 优先权日2012年3月1日
发明者卫珺, 孙旭, 李延春, 林毅, 樊洪泓, 蔡永萍, 詹少华, 郭宁 申请人:安徽农业大学